ESD靜電防護知識培訓

ESD靜電防護知識培訓第一頁，共66頁。序言隨著電子科技的高速發(fā)展，我們電子產品的體積也越來越細小,工藝越來越復雜,半導體材料的質量要求也是越來越高.而靜電對半導體的破壞卻因半導體的高集成化而變得更加容易.靜電防護是一個全員參與的系統(tǒng)工程。為了確保產品的質量和提升客戶的滿意度,我們必須在靜電的防護方面作出更有效的行動,來達成我們的質量目標,才能更好地提升公司聲譽、增加公司利潤。第二頁，共66頁。ESD防護體系第三頁，共66頁。ESD防護系統(tǒng)構成硬件部分1.人體靜電防護用品2.生產防護設施3.周轉防護用品4.包裝防護用品5.ESD環(huán)境控制系統(tǒng)6.靜電消除設備7.生產設備接地8.特殊防靜電用具(品)9.靜電測試設備軟件部分1.人員培訓2.ESD防護文件3.相關防靜電專業(yè)標準4.規(guī)章制度/操作規(guī)范5.完整的質量保證體系6.各種防靜電警示標志7.零件/產品儲存和運輸要求第四頁，共66頁。ESD防護系統(tǒng)的組成第五頁，共66頁。ESD課程簡介1、ESD的定義2、ESD標識3、靜電的產生4、靜電的危害5、靜電的消除方法6、ESD防護要求7、ESD檢測儀器8、ESD相關技術要求第六頁，共66頁。一、ESD的定義第七頁，共66頁。1、ESD中文意思：靜電放電或靜電釋放英文全稱：ElectroStaticDischarge2、什么是靜電？簡單講就是靜止不動的電荷就是靜電3、什么是ESD（靜電放電）？電荷在不同電位物體間相互轉移而出現瞬間放電的現象4、ESDS(ElectrostaticDischargeSensitive)靜電敏感度是一種描述產品受ESD損害的敏感程度5、SSD（staticsensitivitydevice）靜電敏感器件是一種易受ESD損壞的靜電敏感元器件(如IC、晶體管等)一、ESD的定義第八頁，共66頁。a.ESD產生原理具有不同靜電電位的物體由于直接接觸或靜電感應所引起的物體之間靜電電荷的轉移（Electro-Static-Discharge）．通常指在靜電場的能量達到一定程度之后，擊穿其間介質而進行放電的現象.第九頁，共66頁。b.現實生活中的ESD現象·閃電·冬天脫掉化纖面料衣服，聽到啪啪的響聲·冬天或干燥天氣碰到金屬部件（門鎖）,人體被電到·干燥的氣候里﹐人梳頭發(fā)時﹐頭發(fā)順著梳子飄動·塑膠片吸附碎紙片接觸門鎖被電碎紙片吸附在塑膠紙上雷電第十頁，共66頁。b.放電與電極特性之關系第十一頁，共66頁。二、EPA、ESD標識第十二頁，共66頁。二、EPA、ESD標識1、EPA（ElectrostaticProtectedAreas）中文意思：靜電防護區(qū)生產線ESD防護區(qū)警示線ESD防護區(qū)警示牌2、ESD標識：（靜電敏感器件標識、靜電防護標識）靜電敏感器件標識靜電防護標識此2種標識均表示接觸此材料前需做好防靜電工作第十三頁，共66頁。三、靜電的產生第十四頁，共66頁。1、摩擦：如接觸、操作、移動產品均會發(fā)生摩擦，均產生了靜電。三、靜電的產生第十五頁，共66頁。2、感應:如產品放在緣絕體旁邊時，產品會感應到靜電并發(fā)生靜電放電第十六頁，共66頁。3、低濕度:濕度低于30%RH時極易產生靜電第十七頁，共66頁。4、分離:膠布、標簽紙的分離均會產生極高的靜電第十八頁，共66頁。四、靜電的危害第十九頁，共66頁。四、靜電的危害?主要分為3類：–電子產品的危害（損壞/損傷）–人身安全（人體電擊）–火災、爆炸（油庫起火爆炸）?電子產品的危害分類2種：–突發(fā)性（損壞）：當時就破壞產品導致不良產生（主要現象有：功能失效、測試不良等），發(fā)生機率占ESD損壞率為的10%。–潛在性（損傷）：當時發(fā)現不了（主要現象有：測試數據不穩(wěn)定、產品的壽命縮短、而造成不滿意的客戶），發(fā)生機率占ESD損壞率為的90%。?ESD損壞電子產品最小電壓為20Ｖ第二十頁，共66頁。電子產品受ESD損壞的4個特點?隱蔽性：人體帶電是電子產品靜電損傷主因，但因為人體所感知的靜電放電電壓為2~~3KV﹐小于3KV的人體靜電，對人而言幾乎無法感知。?復雜性：電子產品有精，細，小的結構特點而失效分析相當復雜,如此有些靜電損傷現象難以與其它原因造成的損傷加以區(qū)別?隨機性：只要電壓超過或接近靜電敏感電壓閥值,就可能對零件造成損壞;靜電的產生和放電都是瞬間發(fā)生的，及難預測和防護;在生產的各個環(huán)節(jié)均可能發(fā)生。?潛在性：有些元器件在損傷后并不馬上表現出來,只是性能下降,并不馬上失效;但多次累加放電會給器件造成內傷而形成隱患第二十一頁，共66頁。?主要損壞模式分為3類：–人體模型(HBM)：人員未接地接觸產品,造成產品損壞–機器模型(MM)：產品接觸\放置在未接地的工裝、儀器、設備上,造成產品損壞–帶電器件模型(CDM)：本身帶電的材料或產品接觸\放置于導體上,造成產品損壞ESD損壞途徑／模式第二十二頁，共66頁。人體與靜電電壓的判定標準小于3000V的靜電是看不見、摸不著的可感受的ESD電壓都在±3,000volts以上可感受的ESD電壓都在±6,000volts以上可看到的ESD電壓都在±8,000volts以上第二十三頁，共66頁。各種組件的靜電敏感度第二十四頁，共66頁。第二十五頁，共66頁。第二十六頁，共66頁。五、靜電的消除方法第二十七頁，共66頁。五、靜電的消除方法靜電的消除方法?消除方法主要分為２類：–減少、防止靜電的產生1、屏蔽（靜電衣、帽、包裝袋、周轉容器等）2、耗散（ESD防護設施）3、加濕（溫濕度控制）–消除靜電1、接地（人體、工裝、儀器、設備、周轉設施接地）2、中和（離子風機）第二十八頁，共66頁。靜電衣帽、包裝袋、周轉容器等1、屏蔽第二十九頁，共66頁。ESD防護設施2、耗散第三十頁，共66頁。溫濕度計＼溫濕度記錄表3、加濕（溫濕度控制）:溫度：23±4℃濕度：60±15%RH第三十一頁，共66頁。人體、工裝、儀器、設備、周轉設施4、接地第三十二頁，共66頁。離子風機5、中和第三十三頁，共66頁。ESD防護裝備?人體防護用品(靜電衣帽、鞋、手環(huán)、手環(huán)報警器、手套、手指套)?生產防護施設（靜電皮、地板、箱、盒、框、托盤、袋）?工裝、儀器、設備、設施接地（烙鐵、電批、設備、儀器、工裝、臺墊）?周轉、包裝防護用品(靜電包裝袋、物料車、物料架)?輔助工具、材料(靜電鑷子、刷子、IC吸筆、棉簽等)?靜電消除設備（離子風機）?生產環(huán)境控制（溫濕度控制）?檢測儀器（人體綜合測試儀、靜電手環(huán)測試儀、表面靜電壓測試儀、離子風機測試儀、表面電阻測試儀、萬用表等）第三十四頁，共66頁。六、ESD防護要求第三十五頁，共66頁。ESD防護總要求1.所有進入ESD防護區(qū)域的人員必須按要求穿戴好防靜電著裝，接觸ESD敏感元器件或組件的時必須先做好防靜電工作。2.所有生產過程中使用的工裝、儀器、設備、工作桌等均必須接地以防止漏電傷人,或損壞晶體材料3.靜電敏感元器件或組件在包裝、儲存、周轉等過程中必須使用防靜電袋、箱、盒、框、托盤等,所有ESD包裝相關材料必須張貼明顯的ESD標簽。4.所有靜電防護區(qū)域必須用EPA標識牌或ESD膠布標示,靜電敏感元器件或組件必須與非ESD材料的工作須用品相隔30CM以上，靜電電壓低于+/-100V。5.所有ESD防護設施必須定期檢測并做好相應的測試記錄,如靜電手環(huán)、鞋、烙鐵等的測試。6.物料車、架等周轉車均需接地并有接地鐵鏈及導電輪7.EPA內凡涉及到操作靜電敏感元器件或組件的所有桌面都必須是防靜電的桌面。8.靜電敏感元器件或組件的操作、處理區(qū)域不得使用未經ESD負責人認可的非ESD材料，新進、更換新的ESD材料需通知ESD負責人檢測，判定合格后方可使用。9.所有從事ESD相關工作之人員,皆必須接受ESD訓練,并經檢定考試認證合格者方可從事該項工作,認證有效期為一年,違反ESD兩次為認證失效需重新培訓與考核。第三十六頁，共66頁。靜電衣、帽、鞋穿戴要求?頭發(fā)、衣服、手鐲、手表、戒指等個人物品或非ESD物品不得外露，均需放入靜電衣帽內第三十七頁，共66頁。靜電手環(huán)的佩戴及測試記錄要求?靜電手環(huán)佩戴時，金屬鐵片必須緊貼皮膚，金屬鐵片最好是佩戴在手腕內側部位，使其接觸更加良好。?靜電手環(huán)測試時，佩戴好靜電手環(huán)，手環(huán)插頭插至測試的插孔內。?靜電手環(huán)接ESD接地線時，先佩戴好靜電手環(huán)，將鱷魚夾的牙齒部分夾至ESD接地線上（注意：有靜電手環(huán)報警器的區(qū)域不得使用此接地方法）?每班上班前測試（上下午上班前各測試1次）?不良者及時通知組長更換并重新測試及記錄?使用靜電手環(huán)單獨測試靜電手環(huán)第三十八頁，共66頁。靜電臺墊接地要求?每班班前檢查自己崗位上的靜電皮接地是否良好，否則通知組長處理?清洗時不得使用酒精、洗水等高強性溶劑，應使用DI水、清水等柔性溶劑,更不得在靜電臺墊上亂涂亂劃第三十九頁，共66頁。靜電物料車、臺車、箱、框接地要求?檢查并保持靜電物料車接地鐵鏈、導電輪直接與靜電地板接觸第四十頁，共66頁。工裝、儀器、設備接地要求?每班班前檢查自己崗位上的工裝、儀器、設備接地是否良好，否則通知組長處理第四十一頁，共66頁。非ESD材料、高靜電材料?面臺上或ESD敏感材料存放區(qū)不得使用非ESD材料?生產須用的物品必須與ESD敏感材料保持30CM以上第四十二頁，共66頁。包裝、存儲、周轉用品的使用要求?包裝、存儲、周轉產品時需用靜電箱、袋、刀卡、泡棉、物料架、盒、托盤、框、車等防靜電設施第四十三頁，共66頁。人體防護用品的使用要求?所有人員(包括員工、管理人員、客戶、供應商、開發(fā)人員等外來人員)接觸靜電敏感元器件或組件時需佩戴靜電手環(huán)，特殊產品需使用防靜電手套與防靜電手指套?生產使用輔助材料需用靜電刷子、鑷子、IC吸筆、棉簽等第四十四頁，共66頁。EPA標識的張貼要求?EPA標識靜電防護區(qū)警示牌：用于大區(qū)域的劃分與標識，起警示作用–生產線ESD防護區(qū)警示線：用于規(guī)劃生產線的部分EPA,起警示作用第四十五頁，共66頁。ESD防護標識的張貼要求?靜電箱、袋、放置架、盒、托盤、框上均需張貼ESD防護標識，沒有ESD標識的防護靜電箱、袋、放置架、盒、托盤、框（即無經ESD認可的）不可用于存儲、包裝靜電敏感元器件、組件第四十六頁，共66頁。ESD防護操作要求產品運輸操作要求–物料、產品必須使用有接地鐵鏈、接地線、靜電臺墊的物料車周轉或運輸，靜電敏感元器件、組件必須放入靜電箱、盒、袋內再周轉或運輸，取放時先將物料車接地并佩戴靜電手環(huán)，再操作或處理第四十七頁，共66頁。ESD防護操作要求清洗操作要求–清洗時需使用防靜電刷，不可使用非ESD刷子，且清洗的動作不易過快,同時需佩戴靜電手環(huán)接觸或操作IC、晶體管等靜電敏感材料前必須佩戴好靜電手環(huán)，再使用防靜電鑷子，不可使用全金屬鑷子,以免出現CDM帶電器件模型放電，損壞產品第四十八頁，共66頁。七、靜電檢測儀器第四十九頁，共66頁。靜電檢測儀器第五十頁，共66頁。靜電材料分類?靜電屏蔽材料：表面電阻小于10^4Ω,表面電阻率小于10^4Ω,體積電阻小于10^3Ω,體積電阻率小于10^3Ω的材料?靜電導電材料:表面電阻10^4Ω-10^6Ω,表面電阻率10^4Ω-10^6Ω，體積電阻10^3Ω-10^5Ω,體積電阻率10^3Ω-10^5Ω的材料?靜電耗散材料：表面電阻10^6-10^11Ω，表面電阻率10^6Ω-10^12Ω，體積電阻10^5Ω-10^11Ω,體積電阻率10^5Ω-10^11Ω的材料?絕緣材料：表面電阻值在10^12Ω以上的材料?抗靜電材料：指摩擦不產生靜電，或摩擦產生的靜電電壓小于+/-100V的材料?防靜電材料：耗散材料與導電材料統(tǒng)稱第五十一頁，共66頁。常用防靜電材料檢測標準?靜電接地棒接地電阻值≤1Ω?EPA的線體、工裝、儀器、設備接地電阻值≤10Ω?靜電手環(huán)、防靜電臺墊接地扣電阻為0.8-1.2MΩ?烙鐵、電批對地電阻小于20Ω，漏電壓值≤5VAC?靜電臺墊的表面、對地電阻值10^6Ω～10^9Ω?靜電箱、盒、、托盤、物料架表面電阻值10^5Ω～10^11Ω?集成電路包裝管表面電阻值10^4Ω～10^10Ω?防靜電海綿、泡棉、包裝袋表面電阻值10^5Ω～10^11Ω?防靜電鞋系統(tǒng)電阻值10^5Ω～10^8Ω?防靜電手套、手指套表面電阻10^5Ω～10^11Ω?防靜電地板的表面電阻值10^5Ω～10^9Ω?防靜電服的表面電阻值10^5Ω～10^10Ω?防靜電鑷子、刷子、吸筆表面電阻值10^5Ω～10^11Ω第五十二頁，共66頁。ESD標準?國際靜電放電協(xié)會(ESDA)–國際認可的規(guī)范ESDS20.20,ANSI/ESDSX.X-200X,etc..?美國軍標–建立較早且嚴格MIL-STD-1686B(1992)?其它國際標準IEC,IEEE,IPC,etc.?國內標準：國標，國軍標和行業(yè)標準GB,GJB,SJ,etc.?開發(fā)內部ESD文件系統(tǒng)PI-M002-001“ESDControlSpecifications&Requirements”?客戶標準和要求第五十三頁，共66頁。ESD標準?國際靜電放電協(xié)會(ESDA)–國際認可的規(guī)范ESDS20.20,ANSI/ESDSX.X-200X,etc..?美國軍標–建立較早且嚴格MIL-STD-1686B(1992)?其它國際標準IEC,IEEE,IPC,etc.?國內標準：國標，國軍標和行業(yè)標準GB,GJB,SJ,etc.?開發(fā)內部ESD文件系統(tǒng)PI-M002-001“ESDControlSpecifications&Requirements”?客戶標準和要求第五十四頁，共66頁。ESD防護文件與記錄表單1.LX/文件-2.記錄表單-3.ESD小組組織架構及功能4.ESD巡檢計劃、清單、報告第五十五頁，共66頁。接受培訓人員?領導管理人員?設計工程師?現場工程師?維護、修理技術人員?倉儲人員?質量控制和檢測人員第五十六頁，共66頁。八、ESD相關技術要求第五十七頁，共66頁。八、ESD相關技術要求環(huán)境要求?ESD區(qū)域溫濕度要求范圍為：溫度23±4℃，濕度45%~75%。如果環(huán)境的相對濕度降低到40%，高ESD敏感元器件、組件必須包裝和保護。第五十八頁，共66頁。ESD接地要求?ESD接地分系統(tǒng)可利用故障保護地線或信號參考地線（直流工作地線）作為接地母線，不可用防雷接地線做為接地母線，ESD接地電阻≤1Ω。?不允許交流線路與ESD線路平行鋪設，條件困難時不允許平行鋪設長度大于3.5米，以防交流信號對ESD地線造成干擾。?每半年對靜電接地棒檢測1次并記錄第五十九頁，共66頁。設施要求?人體防護:進入ESD敏感區(qū)域的作業(yè)員工必須穿防靜電服、防靜電鞋，作業(yè)時必須戴好防靜電手環(huán)?設備要求:ESD區(qū)域所有可能會接觸到ESD敏感物料的設備及工裝金屬部分必須良好接地，非金屬工裝、工具也必須是防靜電材料制作，表面摩擦電壓不超過+/-100V，靜電電壓不超過+/-10V，并做好定期檢測?作業(yè)區(qū)周邊要求:所有不必要的絕緣體如塑料制成的杯子和個人物品都不準進入ESD保護區(qū)。在ESD保護區(qū)內，所有必要絕緣體，如果靜電大于2kV的，應該與低靜電敏感器件保持至少30cm距離；靜電大于10V的物體應距離高靜電敏感產品至少30cm。2kV及10V是指，在測量位置處測得的電場值（反映為電壓量）。測試靜電用的手持式儀器與被測物體的距離應在儀器標定的有效范圍內，該測試距離將保證測試結果的準確性。?地板:ESD工作區(qū)域地板使用防靜電地板或導電地板，地板表面電阻小于109Ω，每3個月檢測1次。?工作臺、座椅:ESD區(qū)域工作臺使用耗散臺墊并良好接地，ESD作業(yè)區(qū)域員工使用的座椅要使用防靜電椅或導電椅，且與地板直接接觸，其表面電阻小于109Ω?大手推車、小轉件車和貨架：ESD保護區(qū)域里所有的大手推車、小轉件車和貨架都必須有接地措施，并且在貨架表面的任何一點對地電阻須小于109Ω,如果貨架正被用于ESD敏感器件的測試，必須用一條地線將貨架連接到地以減少電荷積累。用在ESD保護區(qū)域的手推車必須每臺車至少安裝一個接地裝置、一根接地鐵鏈、2只導電轉?可移動物料架或轉件車ESD防護方式:防靜電轉件車除了處于轉移或運輸中，應將安裝的防靜電專用鄂魚夾，夾持臨近的防靜電專用線（黃綠色）上或專用接地排上，使其可靠接地，卸放掉因移動而產生的靜電；沒有鋪設防靜電皮的金屬轉件車，不可以直接放置裸體ESD物料，第六十頁，共66頁。ESD區(qū)域標識ESD物料存儲與ESD物料生產區(qū)域用靜電保護條與其它區(qū)域分割開來，且在作業(yè)場所有明顯的ESD保護標志。?如受條件限制，非ESD物料進入ESD管理區(qū)域，必須要有明確標識，且距ESD物料30cm以上獨立存放。?如使用防靜電屏蔽材料包裝的ESD物料，存放和運輸過程中對ESD無特別要求?如使用防靜電材料包裝的ESD物料，可以直接放置在金屬貨架上，但金屬貨架必須良好接地。?對使用防